风力发电机是将风能转换为机械功的动力机械,风力发电利用的是自然能源。相对柴油发电要好的多。但是若应急来用的话,还是不如柴油发电机。风力发电不可视为备用电源,但是却可以长期利用。
风力发电的原理,是利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。依据目前的风车技术,大约是每秒三公尺的微风速度(微风的程度),便可以开始发电。
增速箱在风力发电机组当中就经常用到,而且是一个重要的机械部件,其主要功用是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。通常风轮的转速很低,远达不到发电机发电所要求的转速,必须通过增速箱齿轮副的增速作用来实现,故也将增速箱称之为变速箱。
其次增速箱还有如下的作用:
1、加速的作用,通常也说的是变速增速箱。
2、改变转动力矩。同等功率条件下,速度转的越快的齿轮,轴所受的力矩越小,反之越大。 它是将叶轮的低速大转矩转换到发电机的高速轴的高速低转矩。
3、离合功能:通过分开两个原本啮合的齿轮,达到把发动机的高速轴与低速轴分开的目的。
4、分配动力。例如我们可以用一台发动机,通过增速箱主轴带动多个从轴,从而实现一台发动机带动多个负载的功能。
三、增速箱特点:
1. 增速箱采用通用设计方案,可按客户需求变型为行业专用的齿轮减速机。
2.实现平行轴、直交轴、立式、卧式通用箱体,零部件种类减少,规格型号增加。
3.采用吸音箱体结构、较大的箱体表面积和大风扇、圆柱齿轮和螺旋锥齿轮均采用先进的磨齿工艺,使整机的温升、噪声降低、运转的可靠性得到提高,传递功率增大。
4.输入方式:电机联接法兰、轴输入。
5.输出方式:带平键的实心轴、带平键的空心轴、胀紧盘联结的空心轴、花键联结的空心轴、花键联结的实心轴和法兰联结的实心轴。
6.增速箱安装方式:卧式、立式、摆动底座式、扭力臂式。
7.增速箱系列产品有3~26型规格,增速用无级变速机传动级数有1~4级,速比1.25~450;和R、K、S系列组合得到更大的速比。
四、增速箱润滑方式
常用的增速箱润滑方式有齿轮油润滑,半流体润滑脂润滑,固体润滑剂润滑几种方式。对于密封比较好,转速较高,负荷大,封闭性能好的可以使用齿轮油润滑;对于密封性不好,转速较低的可以使用半流体润滑脂润滑;对于禁油场合或高温场合可以使用二硫化钼超微粉润滑。
变桨距控制原理
变速变桨距风力发电机组的控制主要通过两个阶段来实现:在额定风速以下时,保持较为优桨距角不变,采用大功率跟踪法(MPPT),通过变流器调节发电机电磁转矩使风轮转速跟随风速变化,使风能利用系数保持较大,风机一直运行在大功率点;在额定风速以上时,通过变桨距系统改变桨距角来限制风轮获取能量,使风力发电机组保持在额定功率发电。而对于定桨距风力发电机组,当风速高于额定风速时,由于其桨距角不能改变,只能通过风机的失速特性来降低风能的吸收,因此在风速高于额定风速时不能维持额定功率输出,输出功率反而会下降。
风力发电正在世界上形成一股热潮,因为风力发电没有燃料问题,也不会产生辐射或空气污染。
风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行;我国也在西部地区大力提倡。小型风力发电系统效率很高,但它不是只由一个发电机头组成的,而是一个有一定科技含量的小系统:风力发电机+充电器+数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要,各部分功能为:叶片用来接受风力并通过机头转为电能;尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能;转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能;机头的转子是永磁体,定子绕组切割磁力线产生电能。
风力发电机因风量不稳定,故其输出的是13~25V变化的交流电,须经充电器整流,再对蓄电瓶充电,使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源,把电瓶里的化学能转变成交流220V市电,才能保证稳定使用。
机械连接与功率传递水平轴风机桨叶通过增速箱及其高速轴与万能弹性联轴节相连,将转矩传递到发电机的传动轴,此联轴节应按具有很好的吸收阻尼和震动的特性,表现为吸收适量的径向、轴向和一定角度的偏移,并且联轴器可阻止机械装置的过载。另一种为直驱型风机桨叶不通过增速箱直接与电机相连风机电机类型。